Bei der Chargenfertigung durchlaufen die Produkte den Produktionsprozess in einer Reihe von kontrollierten, diskreten Stufen. In der Regel werden in jeder Stufe Qualitätskontrollen durchgeführt, um zu überprüfen, ob das Produkt den festgelegten Spezifikationen entspricht, bevor es in die nächste Stufe übergeht oder auf den Markt gebracht wird. Die endgültige Produktfreigabe erfolgt erst, wenn alle Qualitätssicherungsprüfungen während des gesamten Herstellungsprozesses erfolgreich abgeschlossen wurden.
Ein bekanntes aktuelles Beispiel für die Chargenkontrolle ist die Herstellung und Freigabe von COVID-19-Impfstoffen1. Bei der Ankunft werden die Rohstoffe getestet, um ihre Qualität und Eignung für die Verwendung zu bestätigen. Diese Materialien werden dann in einem Bioreaktor kombiniert, wo der Impfstoff über mehrere Tage kultiviert wird. Nach Abschluss der Wachstumsphase wird das Zwischenprodukt in ein isoliertes Lagergefäß überführt, wo weitere Tests zur Bestätigung der Wirksamkeit und Reinheit durchgeführt werden.
Nachdem der Impfstoff diese Kontrollen bestanden hat, wird er in eine Abfüllanlage gebracht, wo er abgefüllt, etikettiert und für weitere Probenahmen und Tests aufbewahrt wird. Erst wenn alle Testergebnisse bestätigen, dass das Produkt den strengen Qualitäts- und Sicherheitsstandards entspricht, wird der Impfstoff zur Verteilung an Gesundheitsdienstleister und Impfstellen freigegeben.
Während dieses Prozesses werden die Impfstoffe sowohl in der Zwischen- als auch in der Abfüllphase gelagert, während die Testergebnisse noch ausstehen, eine Verzögerung, die sich über mehrere Tage erstrecken kann. Diese notwendige Wartezeit führt unweigerlich zum Aufbau von Lagerbeständen und zu kurzfristigen Engpässen innerhalb der Lieferkette. Während diese Qualitätskontrollschritte in der Regel für die Öffentlichkeit unsichtbar sind, machte die Dringlichkeit der weltweiten Impfstoffverteilung - und die ständige Berichterstattung in den Medien rund um die Uhr - diese Zeitverzögerung hinter den Kulissen während der Pandemie deutlich sichtbar.
Abbildung 1: Der Arbeitsablauf der regulierten Fertigung - Out-of-Box-Konfiguration
Der gesamte Herstellungsprozess wird genau überwacht. Die Rückverfolgbarkeit ist von zentraler Bedeutung, und es muss möglich sein, die Chargen der verwendeten Materialien mit den während des Prozesses durchgeführten Tests zu verknüpfen. Sollten Probleme festgestellt werden, kann die Quelle identifiziert werden, und wenn das Problem in einer Rohmaterial- oder Zwischenmaterialcharge liegt, bedeutet das Konzept der Rückverfolgbarkeit, dass alle anderen Produkte, in denen diese Chargen verwendet wurden, identifiziert werden können.
In einem Labor, in dem diskrete Proben zur Untersuchung vorgelegt werden, ist eine Verknüpfung zwischen verschiedenen Probentypen nicht erforderlich. Vertragslaboratorien, in denen Proben zur Untersuchung eingesandt werden, Wasserlaboratorien, in denen Wasserproben an mehreren Orten gesammelt werden, und COVID-19-Prüflaboratorien, in denen einzelne Proben untersucht werden, sind typische Beispiele für diskrete Untersuchungen.
Bei diesen Abläufen werden die Proben weitgehend einzeln registriert, empfangen, getestet, validiert und genehmigt. Die Proben können nach Probentyp, Lieferant, Charge usw. in Beziehung gesetzt und verglichen werden, aber in einem nicht chargenorientierten Herstellungslabor ist jede Probe für sich allein.
Im Gegensatz dazu stehen in einem Produktionsfluss Proben aus der gesamten Produktionslinie und von sehr unterschiedlichen Typen miteinander in Beziehung. Diese Beziehung muss dem Labor zum Zwecke der Rückverfolgbarkeit bekannt sein. Es ist diese Verknüpfung, die ein Produktions-LIMS von einem einfachen Überwachungs-LIMS unterscheidet. Instem bietet für beide Arten von Laboratorien spezielle Einstiegssysteme an, die sicherstellen, dass alle wichtigen Anforderungen an ein LIMS für diese Umgebungen bereits in das System integriert sind. Dies spart viel Zeit und Geld bei der Einführung des LIMS und der Inbetriebnahme in einem Labor.
Schlüsselelemente eines Fertigungs-LIMS
In einem Fertigungs-LIMS werden Materialien und die zugehörigen Proben als Rohstoffe (RM), Zwischenprodukte (IP) oder Endprodukte (FP) klassifiziert. IP- und FP-Typen können eine definierte Rezeptur haben, die die Komponentenmaterialien (die sowohl IPs als auch RMs sein können) und die jeweiligen Mengen angibt, aus denen das Produkt besteht. Ein Beispiel: In der Brauindustrie wird Würze (ein IP) aus den Rohstoffen Gerstenmalz und Wasser hergestellt. Die zu verwendende Menge der einzelnen RM kann als Rezept im LIMS definiert werden. Für verschiedene Biersorten können mehrere Würzerezepte existieren.
Die verschiedenen Chargen des verwendeten Rohmaterials müssen im LIMS aufgezeichnet werden, um die Rückverfolgbarkeit zu gewährleisten. Wird ein Problem festgestellt, das sich auf eine bestimmte Charge von RM zurückführen lässt, kann es anhand der mit dem Chargenprotokoll verknüpften Informationen bis zum Lieferanten zurückverfolgt werden, und es können die erforderlichen Maßnahmen ergriffen werden.
Erforderliche Prüfungen können auf der Grundlage der zu prüfenden Materialien automatisch Chargen zugeordnet und produktspezifische Spezifikationen angewendet werden. Diese identifizieren alle Prüfergebnisse, die außerhalb der definierten Produktspezifikationen liegen.
LIMS speichert die für die Prüfung spezifischer Produkte erforderlichen Informationen, einschließlich der Rezepte, in vordefinierten Chargenvorlagen. Mithilfe dieser Vorlagen kann das Labor jede neue Charge, die gestartet wird, schnell registrieren. Dazu gehören die Probe und die zugehörigen Tests, die in den verschiedenen Stadien des Chargenprozesses erforderlich sind. Nach Abschluss des Herstellungsprozesses und der damit verbundenen Prüfungen wird das Produkt durch die Chargenfreigabe zur Verwendung freigegeben.
Zu den wichtigsten Bestandteilen eines LIMS für die Fertigung gehören:
- Material- und Lieferantenmanagement - spezifiziert RM und seine Quellen
- Rezepturverwaltung - definiert die Komponenten von IP und FP
- Spezifikations- und Testgruppenmanagement - definiert die erforderlichen Tests und Produkt- oder Materialtestspezifikationen
- Batch Template Management - Modelliert den Herstellungsprozess und die damit verbundenen Informationen innerhalb des LIMS
Worin besteht der Unterschied zu Labors, die keine Chargen herstellen?
Produkte werden in der Regel nach einer Reihe festgelegter Fertigungsspezifikationen hergestellt. Für bestimmte Kunden oder Märkte können jedoch andere Produktspezifikationen bestehen. Daher kann es wichtig sein, zu prüfen, welche anderen Spezifikationen ein Produkt erfüllt. Mit der Funktion Chargeneinstufung kann das Produkt anhand mehrerer Spezifikationen bewertet werden. Auf diese Weise kann eine Charge von Produkten dem am besten geeigneten Markt oder Kunden zugeordnet werden, wodurch ihr Wert maximiert wird.
Ein LIMS ist jedoch nicht nur auf die Verwaltung von Produktprüfungen beschränkt. Eine integrierte LIMS-Lösung sollte über weitere Module verfügen, die den Betrieb und die Verwaltung des Labors unterstützen; dazu gehören Benutzerkompetenz, Gerätekalibrierung und -wartung, CAPA und die Verwaltung des Laborinventars (Chemikalien).
Flexibilität bleibt der Schlüssel
Trotz vieler Ähnlichkeiten sind die Arbeitsweise und die zu erfassenden Daten in keinem Produktionslabor identisch. Matrix Gemini LIMS ist auf einem wirklich konfigurierbaren Ansatz aufgebaut. Mithilfe von grafischen Konfigurationswerkzeugen können Bildschirme und Arbeitsabläufe sowie die dahinter stehende Funktionalität an spezifische Anforderungen angepasst werden. Dies geschieht ohne Softwarecodierung und ist von der zugrunde liegenden Matrix Gemini LIMS-Produktsoftware isoliert.
Dies hat enorme Auswirkungen auf die Flexibilität des Systems, da es einfach und kostengünstig ist, spezifische Arbeitsabläufe für Benutzer oder Benutzertypen zu definieren. Diese können so einfach oder komplex sein wie nötig, und sobald sie implementiert sind, wird diese konfigurierte Funktionalität nicht durch zukünftige Entwicklungen der zugrunde liegenden Software, die Instem herausgibt, beeinträchtigt. Wir sind uns dessen so sicher, dass wir nicht nur alle Konfigurationsarbeiten unterstützen, die wir für unsere Kunden durchführen, sondern auch solche, die sie selbst durchführen möchten.
Stellen Sie eine vollständige Rückverfolgbarkeit sicher, rationalisieren Sie die Qualitätskontrolle und optimieren Sie jede Phase Ihres Fertigungsprozesses. Entdecken Sie, wie Matrix Gemini LIMS die Chargenverwaltung verbessern und Ihr Labor zukunftssicher machen kann.Kontaktieren Sie uns noch heute für den Einstieg.
Referenzen:
1: Die Verfahren zur Herstellung von Covid-19-Impfstoffen sind unterschiedlich. Im Folgenden werden zwei Beispiele für Impfstoffproduktionsverfahren beschrieben:
